制造特形插齒刀的新工藝制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)的特形插齒刀制造。揭示特形插齒刀是非漸開線變位齒輪。用三維矩陣準(zhǔn)確表示后刀面曲面。采用圓弧修整器的金剛筆移位。將砂輪修成各種形狀的曲線。當(dāng)磨床工作臺移動時，形成曲線母線的柱面。由計算機優(yōu)化。使此易加工的曲柱面接近插齒刀要求的后刀面曲面。齒形誤差多在１０～２０ｕｍ內(nèi)。從而發(fā)展出一類新刀具和一類特插新工藝。（*該技術(shù)在2007年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于非漸開線齒輪刀具的制造方法。對于非漸開線零件，如棘輪、鏈輪，花鍵、諧波齒輪等特形零件的加工，現(xiàn)一般采用滾刀和拉刀加工。但對于退刀槽小的軸面無法用滾刀制造，工廠被迫使用能耗高，環(huán)境污染嚴(yán)重的電解法加工;對于盲孔中的特形柱面，無法用拉刀加工，只能用價格很高的數(shù)控機床加工，若用單齒分度法在插床上加工，不僅加工效率低，而且，加工質(zhì)量也很差。本專利技術(shù)的目的在于尋找一種非漸開線零件新的加工工藝，它加效率高，加工精度好，節(jié)省能源，不污染環(huán)境，能解決特形曲面零件的加工問題，適應(yīng)性強，使加工刀具可以多次重磨，重復(fù)使用。本專利技術(shù)的目的是以制造加工各類特形零件的特形插齒刀來實現(xiàn)的。本專利技術(shù)特形插齒刀制造技術(shù)包括兩部分1、特形插齒刀后刀面的曲面設(shè)計理論和方法。2、特形插齒刀后刀面的曲面逼近經(jīng)濟成形磨削制造方法和工藝。特形插齒刀后刀面的曲面設(shè)計理論和方法(如附附圖說明圖1所示)是設(shè)工件軸線為OX，齒形曲線為f，插齒刀的軸線為Ox。根據(jù)共軛理論可以求到插齒刀的齒形g，以數(shù)組g1(Xi1，Yi1，Zi1)表示。但是，插齒需要有后角，故呈錐狀，當(dāng)插齒刀用鈍重磨后，插齒刀半徑將減小，為加工出同樣直徑的工件，兩者的中心距應(yīng)調(diào)小，再由共軛理論算出插齒刀第二截面的齒形數(shù)組g2(Xi2，Yi2，Zi2)。同理，可以找到以三維數(shù)組g(Xij，Yij，Zij)表示的插齒刀后刀面曲面。由上看出，插齒刀是一個非漸開線變位齒輪。特形插齒刀后刀面的曲面逼近經(jīng)濟成型磨削制造方法和工藝如下曲線成形砂輪的修整原理如圖2所示。當(dāng)金剛筆在通過砂輪軸線的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，修出砂輪截線為圓弧，b、c是YOZ平面內(nèi)圓弧中心座標(biāo)參數(shù)。若將金剛筆移位a后再旋轉(zhuǎn)時，修出砂輪截線將為曲率半徑變化的曲線MNP，隨著移位a及金剛筆半徑R的變化，曲線形狀亦將變化，但移距a不能大于砂輪半徑的1/3，否則金剛筆不能穩(wěn)定工作;砂輪和金剛筆在空間的關(guān)系應(yīng)基本不變，但砂輪在用鈍后，要逐漸減小，經(jīng)計算機分析得到，砂輪半徑修小量不得大于砂輪半徑的1/10。插齒刀可在花鍵磨床上磨出(如圖所示)。將兩個頂尖座墊斜θ角，工作臺移向左端后，由圓弧修整器修出成形砂輪，然后由工作臺往復(fù)運動，將插齒刀磨成曲母線的柱面。調(diào)節(jié)參數(shù)a、b、c、R、θ可以改變柱面的形狀和位置，使之最接近插齒刀的理論曲面。計算優(yōu)化數(shù)學(xué)模型為f(a , b , c , R , θ)=Σi = 1mΣj = 1nεi j]]>由計算機優(yōu)化計算出上述參數(shù)，按此調(diào)整圓弧砂輪修整器和機床。在逼近計算中，應(yīng)將插齒刀齒形的第1點移到座標(biāo)原點上，中小型計算機的字長才夠，不影響計算精度。另外，由于存在系統(tǒng)誤差，按計算參數(shù)調(diào)整修整器常不能磨出完全滿意的齒形。這時若齒形曲率大端出現(xiàn)正偏差，可加大移距a;若曲率小端出現(xiàn)正偏差，可調(diào)小金剛筆半徑R。本專利技術(shù)由于采用特形插齒刀加工特形曲面零件，較電火花或電解工藝，其工效提高3～4倍，且節(jié)能，不污染;由計算機優(yōu)化，使易加工的曲柱面接近插齒刀要求的后刀面曲面，較單齒分度工藝精度提高2～3級，齒形誤差減小到10～20μm;采用圓弧修整器的金剛筆移位，將砂輪修成各種形狀的曲線，然后由工作臺往復(fù)運動，將插齒刀磨成曲線母線的柱面，使其加工工具可以多次重磨，重復(fù)使用。以下結(jié)合附圖對本專利技術(shù)作進一步說明圖1為本專利技術(shù)的插齒刀曲面矩陣，其中OX為工件軸線，f為工件齒形曲線，Ox為插齒刀軸線，g為插齒刀后刀面齒形曲面，(Xij，Yij，Zij)為插齒刀后刀面齒形曲面座標(biāo)三維數(shù)組。圖2為本專利技術(shù)的曲線形砂輪的修整法，其中a、b、c是金剛筆圓弧中心K在座標(biāo)系OXY中的三個座標(biāo)參數(shù)，OZ為砂輪軸線，R為金剛筆半徑，MNP為砂輪軸向截形曲線。圖3為本專利技術(shù)的插齒刀的磨齒安裝，其中θ為頂尖墊斜傾角，a，b，c，R同圖2為調(diào)整參數(shù)，O為座標(biāo)系中心，O1為金剛筆回轉(zhuǎn)中心，g為插齒刀齒形曲線，αa為插齒刀錐角，1為砂輪，2為插齒刀。權(quán)利要求1.一種制造特形插齒刀工藝，其特征在于用三維矩陣表示特形插齒刀后刀面曲面，用圓弧修整器的金剛筆移動時形成曲線母線的柱面，由計算機優(yōu)化，使加工的曲柱面接近插齒刀要求的后刀面曲面。2.如權(quán)利要求1所述的一種制造特形插齒刀工藝，其特征在于金剛筆移距a小于砂輪半徑的1/3，砂輪在用鈍修磨后，其半徑減小量最多為1/10。3.如權(quán)利要求1所述的一種制造特形插齒刀工藝，其特征在于當(dāng)齒形曲率大端出現(xiàn)正偏差時，應(yīng)加大移距a;當(dāng)齒形曲率小端出現(xiàn)正偏差時，應(yīng)減小金剛筆半徑R。全文摘要本專利技術(shù)的特形插齒刀制造。揭示特形插齒刀是非漸開線變位齒輪。用三維矩陣準(zhǔn)確表示后刀面曲面。采用圓弧修整器的金剛筆移位。將砂輪修成各種形狀的曲線。當(dāng)磨床工作臺移動時，形成曲線母線的柱面。由計算機優(yōu)化。使此易加工的曲柱面接近插齒刀要求的后刀面曲面。齒形誤差多在10～20μm內(nèi)。從而發(fā)展出一類新刀具和一類特插新工藝。文檔編號B23P15/38GK1032511SQ8710698公開日1989年4月26日 申請日期1987年10月13日 優(yōu)先權(quán)日1987年10月13日專利技術(shù)者梁錫昌 申請人:重慶大學(xué)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種制造特形插齒刀工藝，其特征在于用三維矩陣表示特形插齒刀后刀面曲面，用圓弧修整器的金剛筆移動時形成曲線母線的柱面，由計算機優(yōu)化，使加工的曲柱面接近插齒刀要求的后刀面曲面。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：梁錫昌，
申請(專利權(quán))人：重慶大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：51[中國|四川]